《可编程控制器》大作业

1、网络教育学院可编程控制器大作业题目：学习中心：层次：专升本专业：电气工程及其自动化年级：学号：学生姓名：大工19秋可编程控制器大作业具体要求:1作业内容从以下五个题目中任选其一作答。2正文格式作业正文内容统一采用宋体，字号为小四，字数在2000字以上。作业提交学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。课阳处吿江坷曲览霍住作业薦悅柞泄实时乂洗起止日期下日期糧耀日阳注意事项请同学独立完成作业，不准抄袭其他人或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计！题目一：三相异步电动机正反转控制设计要求：（1）首先对可编程序控制器（PLC）的产生与

2、发展、主要性能指标、分类、特点、功能与应用领域等进行简要介绍;（2）选用西门子S7200系列PLC，设计出能对三相异步电动机进行正反转控制的主电路和继电器控制电路图；（3）对输入输出继电器及其它编程元件的地址进行分配，画出I/O口接线图，列出PLC控制程序（梯形图进行截图，语句表可直接拷贝）并对程序作出解释；（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。一、可编程控制器概述1、PLC的产生上世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制了。但由于计算机技术本身的复杂性，编程难度高、难以适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。当时的工业控制，主要还是以继电一接触器组成控制系

3、统。1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车制造公司（GM），为适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用“面向控制过程，面向对象”的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。1969年，美国数字设备公司（GEC）首先研制成功第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新

4、局面。接着，美国国MODICON公司也开发出可编程序控制器084。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器DSC-81973年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。主要用于：1.逻辑运算2.计时,计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器（PLC一ProgrammableLogicController）。2、PLC的发展进入70年代，随着微电子技术的发展，PLC采用了通用微处理器，这种控制器就不再局

5、限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。因此，实际上应称之为PC一一可编程序控制器。至80年代，随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PC得到了惊人的发展。使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强,功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。3、PLC的主要性能指标3.1存储容量：用户程序存储器的容量。3.2I/0点数：PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和。3.3

6、扫描速度：PLC执行用户程序的速度。3.4指令的功能与数量：编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单方便，越容易完成复杂的控制任务。3.5内部元件的种类和数量：元件的种类和数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。3.6特殊功能单元：特殊功能单元种类越多，功能越来越强，使得PLC控制功能日益扩大。3.7可扩展能力：PLC可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。4、PLC的分类、功能PLC有多种形式，而且功能也不尽相同。分类时，一般按以下原则来考虑。按I/O点数容量分类：按PLC的输入、输出点数的多少

7、可将PLC分为以下4.1.1小型机小型机PLC的功能一般以开关量控制为主，小型PLC输入、输出点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4K左右。现在的高性能小型PLC还具有一定的通讯能力和少量的模拟量处理能力。这类的PLC的特点是价格低廉，体积小巧，适合于控制单台设备和开发机电一体化产品。4.1.2中型机中型PLC的输入、输出总点数在256到2048点之间，用户程序存储器容量达到8K字左右。中型PLC不仅具有开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，它的通信功能和模拟量处理功能更强大，中型机比小型机更丰富，中型机适用于更复杂的逻辑控制系统以及连续生产线的过程控制系统场合。4.1.

8、3大型机大型机总点数在2048点以上，用户程序储存器容量达到16K以上。大型PLC的性能已经与大型PLC的输入、输出工业控制计算机相当，它具有计算、控制和调节的能力，还具有强大的网络结构和通信联网能力，有些PLC还具有冗余能力。它的监视系统采用CRT显示，能够表示过程的动态流程，记录各种曲线，PID调节参数等；它配备多种智能板，构成一台多功能系统。这种系统还可以和其他型号的控制器互联，和上位机相联，组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。4.2按结构形式分类根据PLC结构形式的不同，PLC主要可分为整体式和模块式两类。4.2.1整

9、体式结构整体式结构的特点是将PLC的基本部件，如CUP板、输入板、输出板、电源板等紧凑的安装在一个标准的机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元（主机）或扩展单元。基本单元上设有扩展端口，通过扩展电缆与扩展单元相连，配有许多专用的特殊功能的模块，如模拟量输入/输出模块、热电偶、热电阻模块、通信模块等，以构成PLC不同的配置。4.2.2模块式结构模块式结构的PLC是由一些模块单元构成，这些标准模块如CUP模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种功能模块等，将这些模块插在框架上和基板上即可。各个模块功能是独立的，外型尺寸是统一的，可根据需要灵活配置。目前大、中型PLC都采用这种方式。4.3按

10、功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高

11、档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。5、PLC的特点5.1学习PLC编程容易PLC是面向用户的设备，根据现场电气人员的工作习惯，PLC采用梯形图编程（类似于电路图），这种编程方法形象直观，无需专业的计算机知识和语言，所以可以在很短时间内学会。5.2控制系统简单，更改容易PLC及外围模块品种多，可灵活组合完成各种要求的控制系统。只需要在PLC端子上接入相应的输入、输出信号线即可，不像传统继电器控制系统，需要使大批的继电器和复杂繁多的硬件接线。PLC系统当控制要求改变时，只需要更改梯形图程序即可。5.3系统维护容易PLC具有完善的监控及自

12、诊断功能，内部各种软元件的工作状态可用编程软件进行监控，可以快速、准确地找到故障点并及时排除故障，还可配合触摸屏显示故障部位或故障属性，因而大大缩短了维修时间。6、PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业二、正反转电路图三相异步电动机电气原理图三、S7-200I/O地址分配表及接线图根据控制要求，我将输入输出定义列出如下表格:硬件名称启动按钮停止按钮反转按钮正转接触器反转接触器硬件符号名称SB1SB3SB2KM1KM2对应地址I0.0I0.210.1Q0.0Q0.1启动按钮SB1接于输入继电器10.0端，反转启动按钮SB2接于输入继电器10端，停止按钮SB3接于输入继电器10.2端。正转接触器接于输出继电器Q0.0端反转接触器接于输出继电器Q0.1端输出端的电源为AC220v)1IOJQ0.010.1gQ0.110.1二Q0.21H1LS7-200输入输出接线图Ml问貉1阖络标题I网貉注.释Q1